湖南省衡阳市第一中学2020学年高二物理上学期期末考试试题(含解析)

衡阳市一中2020年下学期高二期末考试 物理 一、选择题 1.在电场中某点放一检验电荷,其电量为q,检验电荷受到的电场力为F,则该点电场强度为,那么下列说法正确的是 A. 若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零 B. 若在该点放一个电量为2q的检验电荷,该点的场强就变为 C. 若在该点放一个电量为的检验电荷,则该点场强大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向 D. 若在该点放一个电量为的检验电荷,则该点的场强大小仍为E,电场强度的方向也还是原来的场强方向 【答案】D 【解析】 场强为电场本身的性质,与放不放试探电荷无关,D对;

2.关于磁感应强度B,下列说法正确的是 A. 磁感应强度B的方向与通电导体受到的安培力方向相同 B. 磁感应强度B的方向与正电荷受到的洛伦兹力方向相同 C. 磁感应强度B的大小是 D. 磁感应强度B的大小是 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查了磁场的大小与方向,磁感应强度是采用比值法定义的,B大小与F、IL无关,B由磁场本身决定,当电流方向与磁场方向不在同一直线上时,导体才受到磁场力作用,磁场力的方向与电流、磁场垂直。

【详解】A、B项磁感应强度B是矢量,方向与通过该点的磁感线的切线方向相同,根据左手定则可知磁感应强度B的方向与安培力方向或洛伦兹力方向垂直,故A、B错误;

C项安培力,其中为电流与磁场方向的夹角,解得 ,所以,故C正确;

D项由磁通量为可得,故D错误。

故选C。

【点睛】对于磁感应强度的定义式是要明确其定义方法、适用条件,以及各个物理量的含义,可以和电场强度的定义类比学习。

3.下列有关电压与电动势的说法中正确的是 A. 电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B. 电动势就是电源两极间的电压 C. 电动势公式中的W与电压中的W是一样的,都是静电力做的功 D. 电动势是反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 【答案】D 【解析】 【分析】 电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势。电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,与外电路的结构无关。电源的电动势在数值上等于内、外电压之和。

【详解】A、D项电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小,电势差是电势之差,其绝对值等于电压,两者物理意义不同,不是一回事,故A错误,D正确;

B项根据闭合电路欧姆定律,路端电压UE-Ir,只有当外电路断开时,I0,路端电压等于电动势。当外电路接通时,路端电压即电源两极间的电压小于电动势,故B错误;

C项电动势定义式公式EW/q中的W是非静电力做功,电压UW/q中的W是静电力做功,故C错误。

故选D。

【点睛】本题考查电动势和电压的区别,注意从定义和物理意义上区分。

4.如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系. a、b、c、d四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈中感应电流的情况是 A. 线圈a中有感应电流且方向为逆时针 B. 线圈b中有感应电流且方向为顺时针 C. 线圈c中有感应电流且方向为逆时针 D. 线圈d中有感应电流且方向为顺时针 【答案】A 【解析】 【分析】 通电直导线管周围有磁场存在,根据右手螺旋定则可判定电流方向与磁场方向的关系。根据产生感应电流的条件和楞次定律判断各项。

【详解】A项由右手螺旋定则可判定通电导线磁场的方向。ac象限磁场不为零,a中磁场垂直纸面向里,当电流增大时,线圈a中有逆时针方向的电流,故A正确;

B、D项由矢量合成可知,其中bd区域中的磁通量为零,当电流变化时不可能产生感应电流,故B、D错误;

C项C线圈磁场不为零,由矢量合成可知c中磁场垂直纸面向外,当电流增大时,线圈c中有顺时针方向的电流,故C错误。

故选A。

【点睛】本题考查了右手螺旋定则和楞次定律的应用,解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向,知道感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化。

5.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势为零,ND段中C点电势最高,则 A. C点的电场强度大小为零 B. A点的电场强度大小为零 C. NC间场强方向沿x轴正方向 D. 将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功 【答案】A 【解析】 【分析】 两点电荷连线的电势高低的分布如图所示,由于沿着电场线电势降低,可知两点电荷的电性 【详解】A项C点电势的拐点,根据公式∅Ex可知,图象的斜率大小是电场强度大小,而C点的斜率为零,故A正确;

B项同理,由图知A点的电势为零,但该点的斜率不为零,故B错误;

C项由沿电场线方向电势越来越低可知, OM间电场强度方向沿x轴正方向,MC间电场强度方向沿x轴负方向,则NC的电场强度方向向x轴负方向,故C错误;

D项因为MC间电场强度方向沿x轴负方向,CD间电场强度方向沿x轴正方向,则将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后负功,故D错误。

故选A。

【点睛】电势为零处,电场强度不一定为零.电荷在电场中与电势的乘积为电势能.电场力做功的正负决定电势能的增加与否。

6.据统计,由于用电不慎导致的火灾占火灾总量的比重很大,利用电路安装防火报警装置,及时发现“火情”,提早报警,是防止火灾发生,保证家庭成员生命安全的重要措施。图甲是一火警报警电路的示意图,其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏材料的电阻随温度变化的情况如图乙所示。显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器,电源的电动势E和内阻r不变,且内阻值小于R1的阻值。当传感器R3所在处出现火情时,关于流过电流表A的电流I、报警器两端的电压U、电源的输出功率P的变化情况,下列判断正确的是 A. I变大,P变大 B. I变小,U变大 C. I变小,P变大 D. I变大,U变小 【答案】C 【解析】 【分析】 R3为用半导体热敏材料制成的传感器,温度升高时,其电阻减小.当传感器R3所在处出现火情时,分析R3的变化,确定外电路总电阻的变化,分析总电流和路端电压的变化,即可知U的变化.根据并联部分电压的变化,分析I的变化。

【详解】当传感器R3所在处出现火情时,R3的阻值变小,总电阻变小,总电流变大,路端电压变小即报警器两端的电压U变小,R1两端电压变大,所以R2和R3并联部分电压变小,所以电流表示数变小,由于内阻r小于R1的阻值即电源内阻一定小于外电路总电阻,当R3减小时,外电阻与内阻越接近,电源的输出功率越大,故C正确。

故选C。

【点睛】本题解题关键是掌握热敏电阻与温度的关系,再按“局部→整体→局部”的顺序进行动态变化分析。

7.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图,现利用质谱仪对氢元素进行测量.让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”.则下列判断正确的是 A. 进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕 B. 进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚 C. 在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚 D. a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氚、氘、氕 【答案】D 【解析】 【分析】 根据求出粒子进入偏转磁场的速度,知道三种粒子进入磁场的速度大小关系,再根据求出R与什么因素有关,从而得出a、b、c三条“质谱线”的排列顺序。

【详解】A项根据得比荷最大的是氕,最小的是氚,所以进入磁场速度从大到小的顺序是氕、氘、氚,故A错误;

B项根据动能定理可知EkqU,故动能相同,故B错误;

C项时间为,故在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氚氘氕,故C错误;

D项进入偏转磁场有,解得氕比荷最大的,轨道半径最小,c对应的是氕,氚比荷最小,则轨道半径最大,a对应的是氚,故D正确。

故选D。

【点睛】解决本题的关键知道根据可求出速度,知道速度与比荷有关,以及知道根据可求出轨道半径与比荷有关。

8.如图所示,内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上,环内有一带负电的静止小球,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,该磁场随时间一直均匀增强,则小球将 A. 沿顺时针方向做匀速圆周运动 B. 沿逆时针方向做匀速圆周运动 C. 沿顺时针方向做加速圆周运动 D. 沿逆时针方向做加速圆周运动 【答案】C 【解析】 【分析】 变化的磁场产生感生电场,由楞次定律判断出感生电场方向,然后判断带电小球受到的电场力方向,判断小球的运动性质,即可求解。

【详解】磁感应强度竖直向下,B随时间增大,由楞次定律可知,变化的磁场产生的感生电场沿逆时针方向;

小球带负电,小球所受电场力沿顺时针方向,即沿顺时针方向加速运动。

故选C。

【点睛】本题考查了楞次定律的应用,由楞次定律判断出感生电场的方向,是正确解题的前提与关键;
根据感生电场方向判断出带电小球受力方向,即可正确解题。

9.如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为U,带正电粒子以某一初速度vo沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d及在磁场中的运动时间t随着U和vo的变化情况为 A. d随V0增大而增大 B. d随U增大而增大 C. t随V0增大而增大 D. t随U增大而增大 【答案】A 【解析】 【分析】 不加磁场时粒子做匀速直线运动;
加入磁场后,带电粒子在磁场中做圆周运动,已知偏向角则由几何关系可确定圆弧所对应的圆心角,则可求得圆的半径,由洛仑兹力充当向心力可求得带电粒子的比荷。

【详解】A、B项带电粒子在电场中做类平抛运动,可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向,设出射速度与水平夹角为θ 则有 而在磁场中做匀速圆周运动,设运动轨迹对应的半径为R,由几何关系可得,半径与直线MN夹角正好等于θ 则有 所以 又因为半径公式,则有故d与m、v0成正比,与B、q成反比,故A正确,B错误;

C、D项设粒子质量为m,两极板间的距离为x,板长为L,带电粒子在电场中做类平抛运动出射速度与水平夹角为,则有,所以与U、 有关,粒子在磁场中运动时间为,故C、D错误。

故选A。

【点睛】带电粒子在磁场中的运动类题目关键在于确定圆心和半径,然后由向心力公式即可确定半径公式,由几何关系即可求解。

10.如图所示,一对水平放置的平行金属板通过开关S与电源相连接,一个带电微粒从金属板正上方的O点释放后,自由落下,通过上金属板上的小孔,进入两个平行金属板间,到达P点后返回.若将上金属板向上移到虚线处再从O点释放带电微粒,则有 A. 若保持开关闭合状态移动上金属板,带电微粒落下后,仍能到达P点后返回 B. 若保持开关闭合状态移动上金属板,带电微粒落下后,尚未到达P点就返回 C. 若将开关断开后移动上金属板,带电微粒落下后,仍能到达P点后返回 D. 若将开关断开后向下移动下金属板,带电微粒落下后,仍能到达P点后返回 【答案】A 【解析】 【分析】 微粒受重力和电场的作用穿过两极板,由动能定理可得出其穿过的速度关系。

【详解】微粒从最高点到达p点过程,根据动能定理mgh-qU0 A、B项若保持开关闭合状态移动上金属板,微粒从O点到P点重力做功不变,电场力做功也不变,所以带电微粒落下后,仍能到达P点